Faça um resumo dos aspectos essenciais da regra do octeto de Lewis. A regra do octeto aplica-se principalmente aos elementos do segundo período. Explique. Escreva estruturas de Lewis para as seguintes espécies, incluindo todas as formas de ressonância, e mostre as cargas formais: As posições relativas dos átomos são as seguintes:
Passo 1
O enunciado pede para resumir os aspectos essenciais da regra do octeto de Lewis (principalmente para átomos do segundo período) e, em seguida, construir as estruturas de Lewis do ânion
, exibindo todas as formas de ressonância que oferecem a melhor distribuição de carga e indicando as cargas formais em cada átomo.
Passo 2
Regra do octeto de Lewis (second‐period elements)
- Átomos do segundo período (C, N, O, F) tendem a rodear‐se de oito elétrons de valência (duas ligações simples + pares livres, etc.).
- Para aplicar:
- Conte todos os elétrons de valência na espécie (inclua carga).
- Trace um esqueleto ligando átomos por ligações simples.
- Distribua os elétrons restantes como pares livres primeiro nos átomos mais eletronegativos, completando octetos.
- Se sobrar elétrons, coloque-os no átomo central ou forme ligações múltiplas para completar octetos.
- Calcule cargas formais:
.
- Átomos do segundo período não têm orbitais d livres, logo não expandem o octeto.
Passo 3
Contagem de elétrons de valência em
:
Passo 4
Esqueleto de ligações (conhecido para nitrometano anião):
ligando por ligações simples iniciais. Usamos 4 elétrons (2 pares) nas três ligações C–N e N–O.
Passo 5
Completar octetos com pares livres:
- Preencha os oxigênios com pares livres até completarem 8 elétrons.
- Se ainda houver elétrons, complete octeto de C e depois de N.
Isso leva à forma inicial (carbanion), em que C carrega o par livre extra e, internamente, o grupoestá na forma nitro (“N⁺(=O)–O⁻”).
Passo 6
Formal charges na forma carbanion:
- C: valência 4; possui 1 par livre (2 e⁻) + 3 ligações (3 e⁻) ⇒ 4 – (2+3)= –1
- N: valência 5; nenhuma par livre, 4 ligações ⇒ 5 – (0+4)= +1
- Um O ligado por dupla ligação: valência 6; 2 pares livres + 2 e⁻ de ligação ⇒ 6 – (4+2)= 0
- Outro O (ligação simples): valência 6; 3 pares livres + 1 e⁻ de ligação ⇒ 6 – (6+1)= –1
Soma total das cargas = –1.
Passo 7
Formas de ressonância (“nitronato”) deslocam o par livre em C para formar uma ligação dupla C=N, transferindo carga negativa ao oxigênio. Há duas formas possíveis (negativo ora em O₁, ora em O₂). Em cada uma:
- C fica neutro (4 ligações, sem par livre).
- N faz 4 ligações, sem par livre ⇒ carga formal +1.
- Um O faz dupla ligação a N ⇒ carga 0; o outro O faz simples ⇒ carga –1.
Passo 8
Formal charges nas duas formas nitronato:
- C: 4 ligações, 0 pares livres ⇒ 4 – (0+4)= 0
- N: 4 ligações, 0 pares livres ⇒ 5 – (0+4)= +1
- O duplo: 2 pares livres + 2 e⁻ de ligação ⇒ 6 – (4+2)= 0
- O simples: 3 pares livres + 1 e⁻ de ligação ⇒ 6 – (6+1)= –1
Soma total = –1 em todas as estruturas.
Resposta
As três estruturas de ressonância que obedecem ao octeto e distribuem a carga –1 são:
-
Forma carbanion
FC:;C = –1,;N = +1,;O(dupla)=0,;O(simples)=–1 -
Forma nitronato I (carga em O da direita)
FC:;C = 0,;N = +1,;O(dupla)=0,;O(simples)=–1 -
Forma nitronato II (carga em O da esquerda)
FC:;C = 0,;N = +1,;O(simples)=–1,;O(dupla)=0
Em todas, cada átomo de segundo período tem exatamente oito elétrons ao redor.